[发明专利]光催化降解废水中有机污染物的网状催化剂生产方法及有机污染物废水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化降解废水中有机污染物的网状催化剂的生产方法及应用该网状催化剂的有机污染物废水处理装置。 

背景技术

近年来我国洗涤剂工业发展迅速，其产量逐年增加。2005年我国合成洗涤剂产量为510万吨，2006年为550万吨，2007年已达600万吨，2008年预计为650万吨。目前我国应用比较多的表面活性剂有：阴离子表面活性剂(以直链烷基苯磺酸钠LAS为主)占总量的70％；非离子表面活性剂占总量的20％；其他占10％。合成洗涤剂用途广泛，几乎涉及到家庭生活、工农业生产的各个方面。 

光催化氧化技术是上世纪70年代近三十年来发展起来的新技术、新方法。光催化是通过紫外光照射到半导体催化剂时，处于价带的电子(e)就会被激发到导带上，价带生成空穴(h+)，从而分别在价带和导带上产生高活性的光生电子-光生空穴对，将多种有机污染物彻底矿化去除。光催化氧化技术为各种有机污染物和还原性无机污染物，特别是难生物降解的有毒有害物质的去除，提供了极具前途的环境污染深度净化技术。同时由于其处理成本低、分解彻底、无二次污染等优势，引起了当代科技领域的关注。 

但是光催化氧化技术在实际应用中存在着诸多的不足及制约因素： 

第一，量子效益低，单纯的TiO₂光催化剂的光生电子-空隙对的再复合率高，光催化性能不突出。较低的光量子效率限制了光催化氧化的工业化应用。 

第二，TiO₂选择吸附性差，光催化反应过程的产物CO₂极易吸附在催化剂表面极大的降低了光催化反应的速率和选择性。 

第三，有机污染物降解中间产物复杂，实际废水种类繁多，各类水质相差悬殊，污染物降解难易程度不一，机制各异，组分之间存在竞争反应，在一定程度上制约了光催化技术的产业化应用。 

第四，光催化剂及紫外光源的有效分布与融合问题。 

以上几点是实现光催化氧化技术工业化应用所必须解决的技术及工艺问题。所以研究及开发高效率的有行业针对性的合成新型载体及催化剂或对其进行修饰，优化催化剂分布体系，以提高光和催化剂的有效利用率，显著提高光催化氧化降解的效率；开发光催化氧化技术与其他技术的耦合，从工艺上克服不利因素的制约等新工艺新技术是光催化技术的主流发展方向。也是目前国内外进行产业化应用研究及开发的主要课题与需要解决的关键问题所在。 

在国内外光催化技术专利中，用于光催化降解的纳米二氧化钛大都采用悬浮状或将其附载在于空心玻璃球、泡沫塑料、树脂、木削、螺旋弹簧结构载体、多孔陶瓷、纤微丝上制成漂浮型或固定床式光催化体系，其两种方式都存在着催化剂与紫外光不能充分有效的接触与融合，不能使整个催化体系中流体催化剂均匀有效的接触，不利于系统均匀有效的 充分反应。无论是悬浮态还是填充式固定床催化剂，由于流体通过或气流搅动都会造成催化剂因碰撞而损坏，使催化剂流失。因而无法满足光催化氧化技术的工业化产业应用。 

发明内容

本发明所解决的问题在于克服现有的阴离子表面活性剂等有机污染物处理方法存在的不足，而提供一种使用时间更长，效果更好的网状催化剂的生产方法及应用该网状催化剂的有机污染物废水处理装置。 

为了达到以上目的，本发明提供的这种光催化降解废水中有机污染物的网状催化剂生产方法，其特征在于：包括如下步骤， 

(1)、用镀镍的铁丝网作为网状载体，根据设备安装要求剪裁成需要的大小； 

(2)、催化剂混合液按重量比调配： 

取1份纳米TiO₂和3-4份丙酮搅拌均匀， 

再加入1-6份环氧树脂、1-6份固化剂及适量增塑剂充分混合均匀成胶状物； 

(3)、将步骤(2)所得的催化剂胶状物涂在网状载体上固化； 

(4)、将固化的网状载体浸泡在丙酮溶液中3-60分钟。 

镀镍的铁丝网可以用不锈钢网或其他含铁、镍等金属合金网代替，剪裁后，用稀酸浸泡，待其腐蚀，取出用清水冲洗至没有残留酸止，常温凉干，保留网上锈斑。 

镀镍的铁丝网也可以是普通铁丝网，再用电镀或化学镀的方法镀镍，镀镍量少于网基体表面积的5％，剪裁后，用稀酸浸泡，待其腐蚀， 取出用清水冲洗至没有残留酸止，常温凉干，保留网上锈斑。 

催化剂胶状物涂覆网状载体上在常温下自然固化或置于100℃-150℃烘箱中固化。 

以上网状载体网目在1/4-8目间可以达到更好的效果。